Способ динамической калибровки датчика давления и устройство для его осуществления

 

1. Способ динамической калибровки датчика давления, заключающийся в нагружении датчика, установленного в насадке, давлением, возникаю1щм за фронтом ударной волны, и регистрации электрических сигналов от основной и компенсационной частей датчика, о тличающийся тем, что, с целью повьшения точности калибровки и определения чувствительности датчика к ускорению, после нйгружения датчика давлением меняют ориентацию насадка полного напора на противоположную, проводят дополнительное нагружение таким же давлением, регистрируют сигнал с основной части датчика давления , и по результатам этих замеров определяют чувствительность датчика к давлению и ускорению. 2. Устройство для динамической калибровки датчика давления, содержащее ударную трубу, насадок с датчиком давления, установленный в торце ударной трубы, отличающееся тем, что насадок выполнен с двумя цилиндрическими углублениями, расположенными симметрично относительно (Л его серединной плоскости, в одном из которых заподлицо с донной поверхностью углубления смонтирован датчик давления, а в другом - имитатор датчи ка, при этом насадок вывешен вдоль оси трубы с зазором в отверстии торца о со трубы на нити, проходящей через серединную плоскость насадка, а внутренние кромки насадка заострены.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (!1) 151) G 01 L 27/00

Г

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ /"

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕ ГЕЛЬСТВУ (21) 3577007/18-10 (22) 14.01.83 (46) 07.05.84 Бюл. К 17 (72) И.В.Титов (53) 531.787(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 449268, кл..С 01 Ь 27/00, 1973.

2. Голубинский А.И., Соколов И.Б.

Исследование распределения давления на поверхности плоских и цилиндрических тел при падении на них взрывной ударной волны. Труды ЦАГИ, вып. 1298, Изд. отдел ЦАГИ, М,, 1970, с.3-5 (прототип). (54) СПОСОБ ДИНАМИЧЕСКОЙ КАПИБРОВКИ

ДАТЧИКА ДАВЛЕНИЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО

ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ° (57) 1. Способ. динамической калибровки датчика давления, заключающийся в нагружении датчика, установленного в насадке, давлением, возникающим эа фронтом ударной волны, и регистрации электрических сигналов от основной и компенсационной частей датчика, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности калибровки и определения чувствительности датчика к ускорению, после нагружения датчика давлением меняют ориентацию насадка полного напора на противоположную, проводят дополнительное нагружение таким же давлением, регистрируют сигнал с основной части датчика давления, и по результатам этих замеров определяют чувствительность датчика к давлению и ускорению, 2. Устройство для динамической калибровки датчика давления, содержащее ударную трубу, насадок с датчиком давления, установленный в торце ударной трубы, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что насадок выполнен с двумя цилиндрическими углублениями, распо- 3 ложенными симметрично относительно уу

его серединной плоскости, в одном из которых заподлицо с донной поверх" С ностью углубления смонтирован датчик .давления, а в другом — имитатор датчи )

Ф ка, при этом насадок вывешен вдоль оси трубы с зазором в отверстии торца трубы на нити, проходящей через серединную плоскость насадка, а внутрен- Cgl ние кромки насадка заострены. Фм4

Ю

4ь

1091046 расположенными симметрично относительно его серединной плоскости, в одном иэ которых эаподлицо с донной поверхностью углубления смонтирован

5 датчик давления, а в другом — имитатор датчика, при этом насадок вывешен вдоль оси трубы с зазором в отверстии торца трубы на нити, проходящей

О через серединную плоскость насадка

У а внутренние кромки насадка заострены.

На чертеже показано устройство для динамической калибровки датчика давления.

Устроиство содержит ударную трубу 1 с газгольдером 2 и расположенный в торцовой части трубы 1 насадок 3 полного напора, который имеет два цилиндрических углубления 4 и 5,расположенные симметрично относительно его серединной плоскости б,в одном из которых (4) заподицо с рабочей поверхностью 7 смонтирован датчик 8 давления, состоящий из

5 основной 9 и компенсационной 10 частей, а в другом (5) — имитатор 11 датчика 8. Насадок 3 полного, напора вывешен вдоль оси 12 трубы 1 с зазором

t3 в отверстии 14 фланца 15 на жесткой нити 16, проходящей через сереО динную плоскость 6 насадка 3 и крепящейся к стенке 17 газгольдера 2. Внутренние кромки 18 и 19 насадка 3 заострены. Рабочая поверхность 7 насадка 3 в исходном положении совпадает с отражающей поверхностью 20 фланца 15, толщина которого равна высоте датчика 8 давления.

Изобретение относится к средствам экспериментального исследования динамики ударных волн в ударных трубах и других импульсных испытательных установках.

Известны способы калибровки датчиков давления и устройства для их осуществления C I 3.

Известен также способ динамической калибровки пьезоэлектрического дат.чика давления, заключающийся в нагружении смонтированного заподлицо в установке датчика давлением за фронтом ударной волны и снятии основного и компенсационного электрических сиг- 1 налов. Датчик состоит из двух частей, каждая из которых имеет электрические выводы. Части разделены основанием, крепящимся к корпусу, причем одна часть воспринимает воздействие давле- ния и вибраций, а другая — вибраций1.2.1.

При указанном способе трудно добиться полной компенсации вибрационной составляющей сигнала из-за асимметрии между основной и компенсацион- 2 ной частями датчика, что подтверждается испытаниями датчиков давления на вибростенде или поршне-носителе. Это обстоятельство приводит к необходимости проведения акселерометрических иэ- 3 мерений, которые привносят дополнительные погрешности.

Цель изобретения — повышение точности динамической калибровки и определение чувствительности датчика к ускорению.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу динамической калибровки датчика давления, заключающемуся в нагружении датчика, 4О установленного в насадке, давлением, возникающим за фронтом ударной волны, и регистрации электрических сигналов от основной и компенсационной частей датчика, после нагруже- 45 ния его давлением меняют ориентацию насадка полного напора на противоположную, проводят дополнительное нагружение таким же давлением, регистрируют сигнал от основной час- 5б ти датчика давления и по результатам этих замеров определяют чувствительность датчика к давлению и ускорению.

Кроме того, в устройстве, содержащем ударную трубу, насадок с датчи-5 ком давления, установленный в торце ударной трубы, насадок выполнен с двумя цилиндрическими углублениями, При набегании фронта 2 1 ударной волны на насадок 3 со стороны рабочей поверхности 7 происходит распространение ударной волны по цилиндрическому углублению 4 и нагружение рабочей поверхности 7, заподлицо с которой смонтирован датчик 8 давления. Начиная с момента нагружения рабочей поверхности 7, насадок 3 подвержен воздействию линейного ускорения, определяемому по силе, действующей на рабочую поверхность 7, и массе насадка 3.

В процессе набегания фронта 2 1 ударной волны проводят регистрацию электрических сигналов с основной 9 и компенсационной 1IO частей датчика 8 давления .

Сигнал с основной части 9 при нагружении рабочей поверхности 7 характеризует воздействие давления и линейного ускорения на датчик 8

1091

3 давления, а сигнал с компенсационной части 10 — воздействие ускорения.

Однако практически невозможно добиться полной компенсации составляющей от ускорения путем суммирования этих S сигналов из-за технологических различий между основной 9 и компенсационной 10 частями датчика 8, а потому скомпенсированный таким образом сигнал не будет являться переходной функ 1О цией датчика 8 давления °

Для получения переходной функции датчика 8 изменяют ориентацию насадка полного напора 3 на противоположную, при которой с отражающей плос- 15 костью 20 фланца 15 совпадает вспомо.гательная поверхность 22 насадка 3, заподлицо с которой смонтирован имитатор 11 датчика 8, проводят нагружение вспомогательной поверхности 22 20 таким же давлением и регистрируют сигнал с основной части 9 датчика 8 давления, подверженного лишь воздействию линейного ускорения.

Суммарный сигнал с основной час- 25

I ти 9 от отдельных последовательных, но противоположных по направлению воздействий давления на рабочую 7 и вспомогательную 22 поверхности насадка полного напора 3 эквивалентен сигналу с основной части 9 при одновременном воздействии давления на эти поверхности 7 и 22 и представляет собой переходную функцию датчи-, ка 8 давления.

3S

Задавая давление в диапазоне калибровки, получают зависимость чувствительности от давления. Задавая линейное ускорение в диапазоне калибровки по сигналам с компенсационной

046 части 10, получают зависимость чувствительности к ускорению от величины ускорения, а вычитая из сигналоя с основной части 9 при нагружении вспомогательной поверхности 22 сигналы с компенсационной части 10 при нагружении рабочей поверхности 7, получают зависимость восприимчивости от ускорения.

Имея исходные калибровочные данные и регистрируя в эксперименте сигналы с основной 9 и компенсационной частей 10 датчика 8 давления при нагружении его со стороны основной части 9, определяют искомое давление. Для этого по сигналу с компенсационной части 10 находят действующее в эксперименте ускорение, по найденному значению определяют отклонение сигнала, соответствующего суммарному действию давления и ускорения, от сигнала, соответствующего действию давления, вычитают это отклонение из сиг" нала основной части датчика 8 и по . разности определяют значение давления.. Предлагаемый способ по сравнению с известными позволяет с более высо- кой точностью проводить компенсацию влияния ускорения на показания датчика давления с виброкомпенсатором при наличии асимметрии между основной частью датчика и виброкомпенсирующей.

При этом применяются более простые технологическая оснастка в устройстве и математические операции при обработке результатов. Для реализации способа не требуются дополнительные испытания на вибростенде.

1091046

Составитель А.Зосимов

Техред Jt.Коцрбняк Корректор В.Бутяга

Редактор И.Ковальчук

Тираж 823 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 3072/39

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4